Rappresentazione artistica di un sistema di cinque esopianeti. Credito:NASA/JPL-Caltech
Durante l'osservazione del sistema stellare HD 23472 con lo spettrografo ESPRESSO (ESO), un team guidato dalla ricercatrice dell'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA3) Susana Barros (IA &Dep. de Física e Astronomia—Faculdade de Ciências da Universidade do Porto) , ha trovato tre super-Terre e due super-Mercurio. Quest'ultimo tipo di esopianeta è ancora molto raro:contando questi due, ci sono solo otto super-Mercurio conosciuti.
L'obiettivo dello studio, pubblicato oggi sulla rivista Astronomy &Astrophysics , era quello di caratterizzare la composizione di piccoli pianeti e capire come cambia con la posizione del pianeta, la temperatura e le proprietà stellari. Susana Barros afferma che il team mirava a "studiare la transizione tra avere o non avere un'atmosfera, che potrebbe essere correlata all'evaporazione dell'atmosfera dovuta all'irradiazione della stella. Il team ha scoperto che questo sistema è composto da tre super-Terre con un'atmosfera significativa e sorprendentemente due super-Mercurio, che sono i pianeti più vicini alla stella".
Dei cinque pianeti nel sistema HD 23472, tre hanno masse più piccole della Terra. Questi sono tra gli esopianeti più leggeri le cui masse sono state misurate usando il metodo della velocità radiale, cosa possibile solo grazie all'altissima precisione di ESPRESSO, installato nel VLT (Very Large Telescope) dell'ESO, in Cile. E la presenza non di uno, ma di due super-Mercuries, ha lasciato la squadra con la voglia di andare oltre.
Densità di pianeti rocciosi conosciuti in funzione della frazione di massa stimata da ferro a silicato del disco protoplanetario. La linea continua nera mostra la correlazione per gli esopianeti conosciuti (punti blu) escludendo i potenziali super-Mercuries (punti marroni). I simboli neri rappresentano i pianeti del nostro Sistema Solare - dall'alto verso il basso, Mercurio, Marte, Terra e Venere. Credito:Barros et al. 2022
Il pianeta Mercurio, nel sistema solare, ha un nucleo relativamente più grande e un mantello relativamente più piccolo rispetto agli altri pianeti, ma gli astronomi non sanno perché. Alcune possibili spiegazioni riguardano un impatto gigantesco che ha rimosso parte del mantello del pianeta, o parte del mantello di Mercurio potrebbe essere evaporato a causa della sua alta temperatura. Sorprendentemente, altri esopianeti con caratteristiche simili, chiamati super-Mercuries, sono stati recentemente trovati intorno ad altre stelle.
Barros afferma:"Per la prima volta abbiamo scoperto un sistema con due super-Mercurio. Questo ci permette di ottenere indizi su come si sono formati questi pianeti, il che potrebbe aiutarci a escludere alcune possibilità. Ad esempio, se un impatto abbastanza grande da creare un super-Mercurio è già molto improbabile, due impatti giganti nello stesso sistema sembrano molto improbabili.Non sappiamo ancora come si siano formati questi pianeti, ma sembra essere collegato alla composizione della stella madre.Questo nuovo sistema può aiutarci a scoprirlo."
Grafico del raggio rispetto alla massa, con esopianeti HD 23472 (punti neri) rispetto ad altri esopianeti conosciuti. Vengono mostrate la Terra (stella blu) e Venere (stella gialla). Le linee tratteggiate rappresentano modelli di raggio di massa per diverse composizioni planetarie. L'area grigia sottostante mostra il massimo collision stripping della regione del mantello. Credito:Barros et al. 2022
Il membro del team Olivier Demangeon (IA &DFA-FCUP) afferma:"Capire come si sono formati questi due super-Mercurio richiederà un'ulteriore caratterizzazione della composizione di questi pianeti. Poiché questi pianeti hanno raggi più piccoli della Terra, la strumentazione attuale non ha il sensibilità per sondare la composizione della loro superficie, o l'esistenza e la composizione di una potenziale atmosfera.Il futuro Extremely Large Telescope (ELT) e il suo spettrografo ad alta risoluzione di prima generazione ANDES7, forniranno, per la prima volta, entrambi i sensibilità e precisione per tentare tali osservazioni."
Ma l'obiettivo finale è trovare altre Terre. "L'esistenza dell'atmosfera ci fornisce informazioni sulla formazione e l'evoluzione del sistema e ha anche implicazioni sull'abitabilità dei pianeti. Vorrei estendere questo tipo di studio a pianeti di periodo più lungo che hanno temperature più tollerabili", afferma Barros.
Foto della NASA MESSENGER Wide Angle Camera (WAC) del pianeta Mercurio. Credito:NASA/Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University/Carnegie Institution di Washington
La partecipazione di IA a ESPRESSO fa parte di una più ampia strategia per promuovere la ricerca sugli esopianeti in Portogallo, costruendo, sviluppando e definendo diversi strumenti e missioni spaziali, come la missione Cheops dell'ESA, già in orbita. Questa strategia continuerà nei prossimi anni, con il lancio del telescopio spaziale PLATO dell'ESA, la missione Ariel e l'installazione dello spettrografo ANDES nel più grande telescopio della prossima generazione, l'ELT dell'ESO. + Esplora ulteriormente
